题目【课本再现】把两个全等的矩形
ABCD和矩形
CEFG拼成如图
1的图案,则
∠ACF=______∘;
【迁移应用】如图
2,在正方形
ABCD中,
E是
CD边上一点(不与点
C,
D重合),连接
BE,将
BE绕点
E顺时针旋转
90∘至
FE,作射线
FD交
BC的延长线于点
G,求证:
CG=BC;
【拓展延伸】在菱形
ABCD中,
∠A=120∘,
E是
CD边上一点(不与点
C,
D重合),连接
BE,将
BE绕点
E顺时针旋转
120∘至
FE,作射线
FD交
BC的延长线于点
G.
①线段
CG与
BC的数量关系是______;
②若
AB=6,
E是
CD的三等分点,则
△CEG的面积为______.

知识点:全等三角形的判定、正方形的性质、旋转的性质章节:未标注
答案与解析
答案
【课本再现】
∵四边形
ABCD和四边形
CEFG是全等的矩形,
∴AB=CE,
BC=EF,
∠B=∠E=90∘,
∴△ABC≌△CEF(SAS),
∴∠BAC=∠FCE,
AC=CF,
∵∠B=90∘,
∴∠BAC+∠ACB=90∘,
∴∠ACB+∠FCE=90∘,
∴∠ACF=90∘,
故答案为:
90.
【迁移应用】证明:过点
F作
FH⊥CD,交
CD的延长线于
H,
∵四边形
ABCD是正方形,
∴CB=CD,
∠BCD=90∘,
∴∠H=∠BCD=90∘,
由旋转得
∠BEF=90∘,
EF=BE,
∴∠BEC+∠CBE=∠BEC+∠FEH=90∘,
∴∠CBE=∠FEH,
∴△BEC≌△EFH(AAS),
∴FH=EC,
EH=BC,
∴EH=CD,即
CE+DE=DH+DE,
∴CE=DH=FH,
∴∠CDG=∠FDH=45∘,
∵∠DCG=BCD=90,
∴△DCG是等腰直角三角形,
∴CG=CD=BC;
【拓展延伸】①过点
F作
∠EFH=∠BEC,与
ED的延长线交于点
H,
∵四边形
ABCD是菱形,
∴CB=CD,
∠A=∠BCD=120∘,
由旋转得
∠BEF=120∘,
EF=BE,
∴∠BEC+∠CBE=∠BEC+∠FEH=60∘,
∴∠CBE=∠FEH,
∴△BEC≌△EFH(AAS),
∴∠H=∠BCD=120∘,
EH=BC,
FH=CE,
∴CD=EH,
∴DH=CE,
∴DH=FH,
∴∠FDH=∠DFH=30∘,
∴∠CDG=30∘,
∵∠DCG=180∘−∠BCD=60∘,
∴∠G=90∘,
∴△DCG是直角三角形,
∵∠CDG=30∘,
∴CG=21CD=21BC,
故答案为:
CG=21BC;
②当
CE=31CD时,
CE=31AB=2,

由①知,
CG=21CD=3,
∴DG=CD2−CG2=62−32=33,
∵△CEG和
△DCG底边
CE、
CD边上的高相等,
∴S△CEG=31S△DCG=31×21CG⋅DG=31×21×3×33=233;
当
ED=31CD时,
ED=31AB=2,则
CE=6−2=4,
∴DG=CD2−CG2=62−32=33,
∵△CEG和
△DCG底边
CE、
CD边上的高相等,
∴S△CEG=32S△DCG=32×21CG⋅DG=32×21×3×33=33;
故答案为:
233或
33.
解析
【课本再现】
∵四边形
ABCD和四边形
CEFG是全等的矩形,
∴AB=CE,
BC=EF,
∠B=∠E=90∘,
∴△ABC≌△CEF(SAS),
∴∠BAC=∠FCE,
AC=CF,
∵∠B=90∘,
∴∠BAC+∠ACB=90∘,
∴∠ACB+∠FCE=90∘,
∴∠ACF=90∘,
故答案为:
90.
【迁移应用】证明:过点
F作
FH⊥CD,交
CD的延长线于
H,
∵四边形
ABCD是正方形,
∴CB=CD,
∠BCD=90∘,
∴∠H=∠BCD=90∘,
由旋转得
∠BEF=90∘,
EF=BE,
∴∠BEC+∠CBE=∠BEC+∠FEH=90∘,
∴∠CBE=∠FEH,
∴△BEC≌△EFH(AAS),
∴FH=EC,
EH=BC,
∴EH=CD,即
CE+DE=DH+DE,
∴CE=DH=FH,
∴∠CDG=∠FDH=45∘,
∵∠DCG=BCD=90,
∴△DCG是等腰直角三角形,
∴CG=CD=BC;
【拓展延伸】①过点
F作
∠EFH=∠BEC,与
ED的延长线交于点
H,
∵四边形
ABCD是菱形,
∴CB=CD,
∠A=∠BCD=120∘,
由旋转得
∠BEF=120∘,
EF=BE,
∴∠BEC+∠CBE=∠BEC+∠FEH=60∘,
∴∠CBE=∠FEH,
∴△BEC≌△EFH(AAS),
∴∠H=∠BCD=120∘,
EH=BC,
FH=CE,
∴CD=EH,
∴DH=CE,
∴DH=FH,
∴∠FDH=∠DFH=30∘,
∴∠CDG=30∘,
∵∠DCG=180∘−∠BCD=60∘,
∴∠G=90∘,
∴△DCG是直角三角形,
∵∠CDG=30∘,
∴CG=21CD=21BC,
故答案为:
CG=21BC;
②当
CE=31CD时,
CE=31AB=2,

由①知,
CG=21CD=3,
∴DG=CD2−CG2=62−32=33,
∵△CEG和
△DCG底边
CE、
CD边上的高相等,
∴S△CEG=31S△DCG=31×21CG⋅DG=31×21×3×33=233;
当
ED=31CD时,
ED=31AB=2,则
CE=6−2=4,
∴DG=CD2−CG2=62−32=33,
∵△CEG和
△DCG底边
CE、
CD边上的高相等,
∴S△CEG=32S△DCG=32×21CG⋅DG=32×21×3×33=33;
故答案为:
233或
33.